醋酸仲丁酯装置脱轻组分对设备的腐蚀分析

吕厚儒（茂名石化实华股份有限公司，广东 茂名 525000）

醋酸仲丁酯装置脱轻组分对设备的腐蚀分析

吕厚儒（茂名石化实华股份有限公司，广东 茂名 525000）

金属腐蚀是一种常见的金属损伤，多年来虽然对于金属腐蚀机理和防腐蚀技术开展了大量研究，但仍未能完全解决金属腐蚀问题。316L钢属于奥氏体不锈钢，具有较好的防腐蚀能力，应用较广，但是在氯离子、高温和应力条件下仍然会存在明显的腐蚀现象。

脱轻组分；设备腐蚀；氯离子；点蚀

本文针对醋酸仲丁酯装置中管线及设备的腐蚀现象，开展了腐蚀原因和机理分析，认为脱轻组分中的氯离子是导致腐蚀的主要原因。

1 事件概况

本次研究针对醋酸仲丁酯装置，该装置于2013年进行扩能改造之后，主要更换了塔T101（钛材）以及更换T101塔顶流出物系统的管线（材质仍为316L不锈钢，管径增大），并于2013年12月恢复生产。扩能改造后装置负荷提升明显。但是运行一个多月，从2014年1月2日开始，T101系统管线及附属设备开始出现大量漏点。根据统计结果，泵P113出口管线漏点数目为27处，泵P113入口管线及设备漏点数目为9处，且漏点多在管道底部或者罐底部。

具体来看，腐蚀发生在T101塔顶至P113管线、T101回流罐V103及P113出口管线，且以P113出口管线漏点居多，材质均为316L，介质为烃和微量醋酸。从工艺工况上分析，316L钢在该系统中是耐醋酸腐蚀的。据此推测，实际生产中如果物料中含有卤族元素就会使316L钢表面的钝化膜破坏，产生局部腐蚀。

2 腐蚀机理分析及探究脱轻组分对设备的腐蚀

316L不锈钢是316不锈钢的超低碳型号，具有更好的耐腐蚀性能，主要体现在晶间腐蚀的抗性较大。总结近年来316L不锈钢的应用，主要在以下几个领域：（1）硫酸生产，如硫酸泵、换热材料等；（2）纯碱生产，该型号的不锈钢是纯碱工业中主要的耐腐蚀材料；（3）磷酸工业；（4）医疗器械、尿素生产等。

现阶段我国应对金属腐蚀的方法主要有以下几种：（1）提高系统的热力学稳定性。包括提高金属本身热力学稳定性，如用涂层隔绝金属，使之不与介质直接接触。（2）增加阳极控制过程。包括加入易钝化的合金元素，加入贵金属元素等。（3）增加电阻控制的防蚀方法。

近年来，多位学者开展了氯离子对于奥氏体不锈钢的腐蚀研究，认为不锈钢的耐蚀性与表面的Cr203钝化膜有关，这层膜能阻止不锈钢基体与腐蚀介质的接触，使腐蚀受阻；但由于Cl一的尺寸较小，可进入钝化膜内破坏膜的完整性，在大阴极小阳极的情况下，可能出现点蚀、应力腐蚀开裂和晶间腐蚀等现象。

本次分析的主要腐蚀类型属于点蚀，点蚀主要发生在材料的表面，一般情况下包含成核和长大两个阶段，在此过程中向材料的纵深方向发展，孔口多被腐蚀产物覆盖，具有突发性和隐蔽性，点蚀是其他腐蚀位置的起始点，一旦形成可能会造成严重的后果。

为此，我们对装置中介质进行采样分析，以探索氯离子的来源。由于装置的原料是醋酸和碳四烯烃，故分别对这两种原料及T101塔顶产物进行采样。通过采样分析，发现醋酸原料的氯离子含量小于6 ppm，碳四烯烃中游离水的氯离子含量为86ppm，而T101塔顶产物的游离水含氯离子为620ppm。从工艺流程上分析，由于醋酸和碳四烯烃反应不会产生氯离子，所以氯离子是随碳四原料带入。因为碳四烯烃来自炼厂蒸馏装置塔顶出的液化汽，其中含有未被冷凝出来的氯化氢，最后在脱轻系统循环聚集，表现在塔顶罐V-103游离水中高含量的氯离子。T101塔顶物料水中的高含量氯离子，在酸性环境下破坏了不锈钢的钝化膜，故容易造成局部腐蚀，而P113出口的压力高（2.1MPa），故P113出口管线的点蚀现象尤为严重。

3 设备防腐蚀技术探索

在深入分析脱轻组分中氯离子的腐蚀原理，结合多年现场施工工艺，提出了三项改进方案：（1）提升材料防护等级。钛材具有良好的钝化膜自修复能力，在含有氯离子的酸性环境中有优良的耐腐蚀能力，已用在该系统中的塔T-101及其塔底流出物管线，目前使用情况良好。（2）改进工艺防腐技术。在液化气原料进装置前增加一个脱氯罐，可以大大降低带入装置的氯离子。另外可以考虑在T-101顶流出管线上注水，冲稀V-103罐的排水，控制排水中的氯离子含量小于30ppm。（3）采用涂料防护。V-103罐可以采用耐烃、耐醋酸的涂料进行防腐。

最终确定改进施工方案为：（1）对P-113出口管线进行了材质升级，由316L更换为钛材；（2）V-103罐内部做涂料防腐。观察运行半年多，没有出现漏点。

4 结语

通过对工艺流程和设备材料的深入研究，认为脱轻组分中的氯离子是导致系统中316L管线及设备出现腐蚀的主要原因，在此基础上，提出了三项改进措施，并具体实施了2个方案，取得了较为明显的防腐蚀效果。

[1]张金钟,谢俊峰,宋文文,等.Cl-浓度对316L不锈钢点蚀行为的影响[J].天然气与石油,2012,30(1):71-73.

[2]黄彦良,曹楚南,林海潮,等.缓蚀剂对316L不锈钢在酸性氯离子溶液中应力腐蚀开裂的作用[J].腐蚀科学与防护技术,2013,5(3):192-196.

姓名：吕厚儒（1988-）；性别：男，籍贯：广东省信宜市，学历：本科，毕业于华南理工大学；现有职称：助理工程师；研究方向：化工设备管理。